AT504106A4 - Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
AT504106A4
AT504106A4 AT0141006A AT14102006A AT504106A4 AT 504106 A4 AT504106 A4 AT 504106A4 AT 0141006 A AT0141006 A AT 0141006A AT 14102006 A AT14102006 A AT 14102006A AT 504106 A4 AT504106 A4 AT 504106A4
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
mains
current
transformer
converter
voltage
Prior art date
Application number
AT0141006A
Other languages
English (en)
Other versions
AT504106B1 (de
Inventor
Markus Dr Glasl
Original Assignee
Elin Ebg Traction Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elin Ebg Traction Gmbh filed Critical Elin Ebg Traction Gmbh
Priority to AT0141006A priority Critical patent/AT504106B1/de
Priority to RS20120164A priority patent/RS52309B/sr
Priority to AT07111151T priority patent/ATE547837T1/de
Priority to EP07111151A priority patent/EP1892823B1/de
Application granted granted Critical
Publication of AT504106B1 publication Critical patent/AT504106B1/de
Publication of AT504106A4 publication Critical patent/AT504106A4/de
Priority to HRP20120439TT priority patent/HRP20120439T1/hr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/40Means for preventing magnetic saturation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description


  Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers, welcher eine Netzspannung eines einphasigen Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter über einen Transformator ein Netzstrom zugeführt wird und am Netzstromrichter ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung erzeugt wird.

   Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens .
Netzstromrichter für netzgespeiste Traktionsantriebe in Schienenfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt (siehe Figur 1) . Über einen Stromabnehmer wird die Netzspannung einer speisenden Oberleitung (z.B 15 kV, 16 2/3 Hz) abgegriffen und einer Primärwicklung eines Transformators zugeführt, wobei die Gleisanlagen das Bezugspotenzial bilden. Eine Sekundärwicklung des Transformators speist über den geregelten Netzstromrichter einen Spannungszwischenkreis mit einer durch die Regelung des Netzstromrichters konstant gehaltenen Zwischenkreisgleichspannung.

   Dabei ist der Netzstromrichter vorzugsweise als Vierquadrantensteller ausgebildet, da sich damit ein Strom weitgehend beliebiger Phasenlage zur FahrdrahtSpannung einstellen lässt.
Ein an der Zwischenkreisgleichspannung liegender
Maschinenstromrichter speist einen Drehstromasynchronmotor mit variabler Frequenz und Spannung, um im Motor bei der vorliegenden Drehzahl das gewünschte Antriebsmoment zu erzeugen.
Durch verschiedene Einflussfaktoren treten im Netzstrom Harmonische auf , insbesondere durch eine Vormagnetisierung des Transformators mit einem damit verbundenen starken Anstieg des Magnetisierungsstromes . Diese Harmonischen sind vor allem dann unerwünscht, wenn bestimmte Frequenzen betroffen sind, welche von Bahnbetreibern in vielen Ländern für die Zugssicherungstechnik verwendet werden.

   So werden beispielsweise in Österreich und Deutschland Wechselspannungssignale mit einer Frequenz von 100 Hz zur Gleisüberwachung eingesetzt, wobei diese Frequenz der 6. Harmonischen in einem 16 2/3 Hz Netz entspricht.
Dabei ist eine Strecke in Gleiskreise unterteilt, an deren Beginn eine 100 Hz WechselSpannung zwischen beiden Schienen anliegt. Am Ende eines Gleiskreises detektiert ein frequenzselektives Empfangsrelais die Spannung zwischen den Schienen. Liegt die eingespeiste Wechselspannung noch an, so zieht das Relais an und meldet den Gleiskreis als frei. Befindet sich jedoch ein Zug auf dem Gleiskreis, wird das eingespeiste Signal durch die Achsen des Zuges kurzgeschlossen und das Empfangsrelais fällt ab.

   Der Gleiskreis wird damit als besetzt gemeldet.
Durch den Rückstrom eines Triebfahrzeugs kann es zu einer Beeinflussung der Funktion eines Gleiskreises kommen, wenn im Netzstrom eine 100 Hz Harmonische enthalten ist. Um Fehlfunktionen eines Gleiskreises zu vermeiden, darf der 100 Hz Störstrom des Triebfahrzeugs einen Grenzwert (z.B. 2A) nicht überschreiten.

   Deshalb ist nach dem Stand der Technik bei modernen Schienenfahrzeugen eine 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung vorgesehen, welche im Falle einer unzulässigen 100 Hz Störstromüberschreitung das
Triebfahrzeug mittels eines Hauptschalters vom Netz trennt.
Zur Unterdrückung der 100 Hz Harmonischen im Netzstrom ist aus der österreichischen Patentschrift AT 408 296 B ein Verfahren für einen Vierquadrantensteller bekannt, bei welchem Gleichanteile im sekundärseitigen Strom in einem Gleichstromregelkreis erfasst und zu Null ausregelt werden. Die grundlegende Regelung eines ein- oder mehrfachen Vierquadranten-Netzstromrichters ist dabei aus der österreichischen Patentschrift AT 224 196 bekannt.

   Zusätzlich ist in der AT 408 296 B eine Oberschwingungsregelung angegeben, mit der gezielt einzelne Harmonische - insbesondere auch geradzahlige Harmonische unterdrückt werden können. Allerdings erfasst dieses Verfahren nur sekundärseitige Harmonische und nicht durch primärseitige Gleichstromvormagnetisierung hervorgerufene geradzahlige Harmonische im Primärstrom.
Ein weiteres Verfahren zur Vermeidung von 100 Hz Harmonischen ist aus der DE 44 34 378 Cl bekannt. Dabei wird neben der 100 Hz Harmonischen auch die 50 Hz Stromoberschwingung durch eine in die Regelung eines Vierquadrantenstellers implementierte Störstromregelung unterdrückt.

   Eine primärseitige Vormagnetisierung des Transformators wird dabei nicht erfasst .
In der JP 12 05 307 wird eine Verfahren zur Detektion einer Gleichstromvormagnetisierung des Transformators eines an einem einphasigen Wechselstromnetz betriebenen Fahrzeugs angegeben, mit welchem eine primärseitige Gleichstromvormagnetisierung detektiert werden kann. Dieses Verfahren basiert auf der Gleichrichtung des gemessenen Primärstromes und einem nachgeschaltetem Bandpassfilter, welches auf die Netzfrequenz abgestimmt ist. Liegt keine Gleichstromvormagnetisierung vor, so enthält das Signal zufolge der Gleichrichtung nur geradzahlige Harmonische, jedoch keinen Spektralanteil bei der Netzfrequenz. Das Ausgangssignal des Bandpassfilters ist daher Null.

   Liegt Gleichstromvormagnetisierung vor, so enthält das Signal zufolge der Halbwellenunsymmetrie nach der Gleichrichtung einen netzfrequenten Anteil, der am Ausgang des Bandpassfilters gemessen werden kann. Eine Massnahme zur
Vermeidung einer primärseitigen Vormagnetisierung wird dabei nicht angegeben. Triebfahrzeuge können äusseren Bedingungen ausgesetzt sein, die zu einer primärseitigen Vormagnetisierung des Transformators führen. So ist beispielsweise bekannt, dass bei mit Raureif überzogenen Oberleitungen infolge niedriger Temperaturen Lichtbögen zwischen Oberleitung und Stromabnehmer auftreten. Die Eigenschaften dieser Lichtbögen sind dabei von der Polarität der Netzspannung abhängig, so dass der abgegriffene Netzstrom einen erheblichen Gleichstromanteil aufweist (siehe dazu L.

   Buhrkall: "DC components due to ice on the overhead contact wire of AC electrified railways" , Elektrische Bahnen 103 (2005), Heft 8, Seite 380-389) .
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist eine Vermeidung von 100 Hz Stromoberschwingungen infolge hoher primärseitiger Vormagnetisierung - z.B. durch vereiste Oberleitungen - nicht möglich. Bei Triebfahrzeugen mit einer oben beschriebenen 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung führen derartige Betriebsbedingungen infolge zu hoher primärseitiger 100 Hz Stromoberschwingungen zum Abschalten des Hauptschalters und damit zum Ausfall des Triebfahrzeugs.

   Bei älteren Triebfahrzeugen ohne 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung kann es zu Fehlfunktionen der Zugsicherungstechnik kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers, welcher eine Netzspannung eines einphasigen Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter über einen Transformator ein Netzstrom zugeführt wird und am Netzstromrichter ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung erzeugt wird,

   wobei auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes mittels geeigneter Mess- und Auswerteeinrichtungen detektiert wird und wobei ein dem Gleichstromanteil entsprechender Gleichstromsollwert einem Stromsollwert einer sekundärseitigen Stromregelung des
Netzstromrichters in der Weise überlagert wird, dass ein von der Stromregelung eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer Vormagnetisierung des Transformators entgegenwirkt.
Mit diesem Verfahren ist sichergestellt, dass der
Transformator nicht durch primärseitige Gleichstromanteile des Netzstromes vormagnetisiert wird.

   Damit erfolgt kein Anstieg des Magnetisierungsstromes und es entstehen keine Harmonischen, die zum Ansprechen einer Störstromüberwachungseinrichtung führen könnten.
Triebfahrzeuge mit Netzstromrichtern, die mit diesem Verfahren betrieben werden, sind somit ausfallssicherer als Treibfahrzeuge nach dem Stand der Technik, selbst bei vereister Oberleitung mit Lichtbogenbildung.
Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers und einer geeigneten Auswerteeinrichtung detektiert wird.

   Mit einem derartigen Wandler wird ein primärseitiger Gleichstromanteil direkt erfasst und unmittelbar einer Regelung zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertes zugeführt.
Es ist aber auch vorteilhaft, wenn der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers und eines passiven Netzspannungswandlers und einer geeigneten Auswerteeinrichtung durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes detektiert wird. Derartige passive Wandler sind in der Regel in einem Triebfahrzeug vorhanden, so dass keine zusätzlichen Wandler eingebaut werden müssen. Gegenüber dem Einsatz aktiver Wandler reduziert sich somit der Herstellungsaufwand.

   Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass gegenüber aktiven Wandlern bei passiven Wandlern keine Offsetabgleich-Verfahren zur Justierung erforderlich sind.
Dabei ist es von Vorteil, wenn in einem
Vormagnetisierungsdetektor mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der zweiten Oberschwingung des Netzstromes ermittelt wird und wenn das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude dieses Zeitzeigers bestimmt wird und wenn aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes zur Grundschwingung der Netzspannung die Richtung der Vormagnetisierung bestimmt wird und wenn des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem Vormagnetisierungsregler zugeführt werden.

   In diesem Vormagnetisierungsregler wird daraus ein Gleichstromsollwert für die Stromregelung des Netzstromrichters bestimmt.
Damit ist das Verfahren unter ausschliesslicher Nutzung der für die Regelung des Netzstromrichters bereits vorhandenen Hardware durchführbar. Die für die Bestimmung der Vormagnetisierung angegebenen Verfahrensschritte können problemlos in der vorhandenen Hardware implementiert werden.
Für eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn auf der Transformatorprimärseite geeignete Messeinrichtungen zur Erfassung des Netzstromes und der Netzspannung vorgesehen sind und wenn diese Messeinrichtungen mit einer Auswerteeinrichtung zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals verbunden sind.

   Dabei ist des Weiteren auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes vorgesehen und ein Stromregler zur Ansteuerung des Netzstromrichters angeordnet, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem GleichstromsollwertSignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes gebildetes Eingangssignal zugeführt ist .

   Mit dieser Anordnung ist sichergestellt, dass die ZwischenkreisSpannung verlässlich auf einem konstanten Wert bleibt und dass alle Funktionen des Traktionsantriebes unbeeinflusst von der Vormagnetisierungsunterdrückung aufrecht sind.
Dabei umfassen die Messeinrichtungen bei der ersten Ausführungsform einen aktiven Netzstromwandler und die Auswerteeinrichtung umfasst ein Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals .
Bei der zweiten Ausführungsform umfassen die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler und einen passiven Netzspannungswandler und die Auswerteeinrichtung einen Vormagnetisierungsdetektor und einen Vormagnetisierungsregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals .
Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn der Netzstromrichter als Vierquadrantensteller ausgebildet ist.

   Der Netzstrom kann damit in einfacher Weise in Phase zur Netzspannung geregelt werden und es ist die Möglichkeit der Rückspeisung gegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 Komponenten eines Traktionsantriebs
Fig. 2 Regelungsanordnung mit passiven Messwandlern
Fig. 3 Vormagnetisierungsdetektor
Fig. 4 Vormagnetisierungsregler
Fig. 5 Regelungsanordnung mit aktiven Messwandlern In Figur 1 sind die Komponenten eines elektrischen Traktionsantriebs für Schienenfahrzeuge, gespeist aus einem einphasigen Wechselstromnetz, als Prinzipschaltbild vereinfacht dargestellt. Über einen Stromabnehmer 1 wird die Wechselspannung der speisenden Oberleitung 16 abgegriffen und der Oberspannungswicklung des Traktions-Transformators 2 zugeführt .

   Die Sekundärwicklung des Transformators 2 speist über einen geregelten Netzstromrichter 3, der vorzugsweise als Vierquadrantensteller ausgeführt ist, einen
Spannungszwischenkreis 4 mit einer durch die Regelung des Netzstromrichters 3 konstant gehaltenen Gleichspannung. Der an dieser Gleichspannung liegende Maschinenstromrichter 18 speist einen Drehstrom-Asynchronmotor 19 mit variabler Frequenz und Spannung, um im Drehstrom-Asynchronmotor 19 bei der vorliegenden Drehzahl das gewünschte Antriebsmoment zu erzeugen.
Figur 2 zeigt einen Regelkreis für eine beispielhafte Ausprägung der Erfindung mit passiven Messwandlern 8 und 9. Ausgegangen wird dabei von einer Schaltungsanordnung gemäss Figur 1. Mit Strom- und Spannungswandlern 5, 6, 8, 9 werden die Istwerte der für den Betrieb des Netzstromrichters 3 relevanten Grössen erfasst und einem Regler 10 als Messsignale zugeführt.

   Es sind dies die mit einem Messglied 5 erfasste
Spannung Uddes Zwischenkreises 4, der mit einem Transfoshunt 6 erfasste Sekundärstrom iQdes Transformators 2, der mit einem passiven Netzstromwandler 9 erfasste primäre Netzstrom<i>Netz sowie die mit dem passiven Netzspannungswandler 8 erfasste primäre Netzspannung uNetz- Während die Messglieder 5 und 6 sowohl Gleichanteil als auch Wechselanteile erfassen, wird von den passiven Wandlern 8 und 9 nur der Wechselanteil, nicht jedoch allfällige Gleichanteile übertragen.
Das dem Regler 10 zugrunde liegende Verfahren ist in der oben genannten Patentschrift AT 224 196 offen gelegt.

   Der Regler .
10 umfasst eine zweischleifige Kaskadenregelung, bei der ein Spannungsregler 11 durch Vergleich des Istwertes der Zwischenkreisgleichspannung udmit dem gewünschten Spannungssollwert ud,soil einen Stromsollwert iQSo11für die unterlagerte Stromregelung 12 vorgibt. Die Stromregelung 12 steuert unter Berücksichtigung des Istwertes der Netzspannung uNe zbasierend auf dem Vergleich des gemessenen Stromistwertes iQmit dem Sollwert iosoii die Halbleiterschalter des gesteuerten Netzstromrichters 3 an.
Die Aufgabe der Vermeidung von Gleichstromvormagnetisierung des Transformators 2 wird durch einen Vormagnetisierungsregler 14 gelöst, der aus dem Ausgangssignal biN,2<*>eines Vormagnetisierungsdetektors 13 einen Gleichstromsollwert iqsoii.DCals Korrekturwert für den Stromsollwert iQSo11des Stromreglers 12 berechnet.

   Dadurch wird über die Sekundärwicklung des Transformators 2 ein der Vormagnetisierung entgegenwirkender Gleichstrom eingeprägt.
Die Funktionsweise des Vormagnetisierungsdetektors 13 ist in Figur 3 dargestellt. Die Vormagnetisierung wird dabei durch Auswertung der 2. Oberschwingung des Netzstromes iNetzerfasst. Bei Vorliegen einer Gleichstromvormagnetisierung des Transformators 2 wird die positive und negative Halbwelle des Netzstromes iNetzstark unsymmetrisch. Dies äussert sich nach Fourier in ausgeprägten geradzahligen Harmonischen, insbesondere in einer gut messbaren 2. Oberschwingung des Netzstromes. Im Vormagnetisierungsdetektor 13 wird daher mittels einer Diskreten Fourier Transformation 100 der
 <EMI ID=9.1> 
 
 <EMI ID=10.1> 
 
 <EMI ID=11.1> 


Claims (8)

1. Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters (3) für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers (1) , welcher eine Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter (3) über einen Transformator (2) ein Netzstrom (ietz) zugeführt wird und am Netzstromrichter (3) ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung (U ) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes (ietz) mittels Mess- und Auswerteeinrichtungen (8, 9, 15 bzw. 8a, 9a, 15a) detektiert wird und dass aus einem dem Gleichstromanteil entsprechenden Gleichstromsollwert (1QSOII,DC) , einem von einem Spannungsregler (11) vorgegebenen Stromsollwert (iqsoii) und einem Messwert eines sekundärseitigen Stromes (iQ) ein Eingangswert gebildet wird, welcher als Sollwert einer Stromregelung (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters zugeführt wird, sodass ein von der Stromregelung (12) eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer
Vormagnetisierung des Transformators (2) entgegenwirkt.
1. Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters (3) für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers (1) , welcher eine Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter (3) über einen Transformator (2) ein Netzstrom (iNetz) zugeführt wird und am Netzstromrichter (3) ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung (ud) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes (iNez) mittels geeigneter Mess- und Auswerteeinrichtungen (8, 9, 15 bzw. 8a, 9a, 15a) detektiert wird und dass ein dem Gleichstromanteil entsprechender Gleichstromsollwert (iosoii.Dc) einem Stromsollwert (iosoii) einer sekundärseitigen Stromregelung
(12) des Netzstromrichters (3) in der Weise überlagert wird, dass ein von der Stromregelung (12) eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer Vormagnetisierung des Transformators (2) entgegenwirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers (9a) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15a) detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers (9a) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15a) detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers (9) und eines passiven Netzspannungswandlers (8) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15) durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers (9) und eines passiven Netzspannungswandlers (8) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15) durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) detektiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vormagnetisierungsdetektor (13) mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz)ermittelt wird und dass das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude dieses Zeitzeigers bestimmt wird und dass aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) zur Grundschwingung der Netzspannung (uNetz) die Richtung der
Vormagnetisierung bestimmt wird und dass des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem
Vormagnetisierungsregler (14) zugeführt werden und dass in diesem Vormagnetisierungsregler (14) daraus ein Gleichstromsollwert (iQSo11,Dc) für die Stromregelung (12) des Netzstromrichters (3) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vormagnetisierungsdetektor (13) mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNe z) ermittelt wird und dass das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude dieses Zeitzeigers bestimmt wird und dass aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) zur Grundschwingung der Netzspannung (uNetz) die Richtung der Vormagnetisierung bestimmt wird und dass des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem
Vormagnetisierungsregler (14) zugeführt werden und dass in diesem Vormagnetisierungsregler (14) daraus ein Gleichstromsollwert (iosoii.Dc)für die Stromregelung (12) des Netzstromrichters (3) bestimmt wird.
5. Anordnung, einen Netzstromrichter (3) für Schienenfahrzeuge und einen Stromabnehmer (1) zum Abgreifen einer Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) zur Erfassung des Netzstromes (iNetz) und der Netzspannung (uNetz) vorgesehen sind und dass diese Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) mit einer
Auswerteeinrichtung (15 bzw. 15a) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals, welches dem Gleichstromanteil des Netzstromes (iNetz) entspricht, verbunden sind, dass auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung (6) zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes (iQ) vorgesehen ist und dass des Weiteren ein Stromregler (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters (3) angeordnet ist, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem Gleichstromsollwertsignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes (iQ) gebildetes Eingangssignal zugeführt ist.
5. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite geeignete Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) zur Erfassung des Netzstromes (ietz) und der Netzspannung (uNetz) vorgesehen sind und dass diese Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) mit einer Auswerteeinrichtung (15 bzw. 15a) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals verbunden sind, dass auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung (6) zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes (iQ) vorgesehen ist und dass des Weiteren ein Stromregler (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters (3) angeordnet ist, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem Gleichstromsollwertsignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes (iQ) gebildetes Eingangssignal zugeführt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen aktiven Netzstromwandler (9a) umfasst und dass die Auswerteeinrichtung (15a) ein Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
6. Anordnung nach Anspruch 5 zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen aktiven Netzstromwandler (9a) umfasst und dass die Auswerteeinrichtung (15a) ein
Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler (9) und einen passiven Netzspannungswandler (8) umfassen und dass die Auswerteeinrichtung (15) einen Vormagnetisierungsdetektor (13) und einen
Vormagnetisierungsregler (14) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
7. Anordnung nach Anspruch 5 zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler (9) und einen passiven Netzspannungswandler *
(8) umfassen und dass die Auswerteeinrichtung (15) einen Vormagnetisierungsdetektor (13) und einen Vormagnetisierungsregler (14) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
8. Anordnung nach einen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzstromsteller (3) als Vierquadrantensteller ausgebildet ist.
8. Anordnung nach einen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzstromsteller (3) als
Vierquadrantensteller ausgebildet ist.
AT0141006A 2006-08-24 2006-08-24 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge AT504106B1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0141006A AT504106B1 (de) 2006-08-24 2006-08-24 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge
RS20120164A RS52309B (sr) 2006-08-24 2007-06-27 Proces regulisanja rada ispravljača napona kod šinskih vozila
AT07111151T ATE547837T1 (de) 2006-08-24 2007-06-27 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge
EP07111151A EP1892823B1 (de) 2006-08-24 2007-06-27 Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge
HRP20120439TT HRP20120439T1 (hr) 2006-08-24 2012-05-23 Postupak reguliranja pretvarača mrežne struje za pružna vozila

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0141006A AT504106B1 (de) 2006-08-24 2006-08-24 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT504106B1 AT504106B1 (de) 2008-03-15
AT504106A4 true AT504106A4 (de) 2008-03-15

Family

ID=38740186

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT0141006A AT504106B1 (de) 2006-08-24 2006-08-24 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge
AT07111151T ATE547837T1 (de) 2006-08-24 2007-06-27 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT07111151T ATE547837T1 (de) 2006-08-24 2007-06-27 Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1892823B1 (de)
AT (2) AT504106B1 (de)
HR (1) HRP20120439T1 (de)
RS (1) RS52309B (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019210770B4 (de) * 2019-07-19 2021-03-11 Bombardier Transportation Gmbh Betreiben eines Schienenfahrzeugs beim Passieren von Trennstellen in einer fahrzeugexternen Stromversorgung
CN112183004B (zh) * 2020-09-30 2024-02-13 南方电网科学研究院有限责任公司 一种基于cdegs的电网感应电压分析方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2607471B2 (ja) * 1986-03-17 1997-05-07 株式会社日立製作所 パルス幅変調電力変換器の制御装置
JPH0634579B2 (ja) * 1986-03-28 1994-05-02 株式会社日立製作所 Pwm電力変換器の制御装置
JP2510510B2 (ja) * 1986-03-11 1996-06-26 株式会社日立製作所 Pwm電力変換器の制御装置
JP2607648B2 (ja) * 1988-11-24 1997-05-07 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP3186281B2 (ja) * 1992-12-24 2001-07-11 株式会社日立製作所 交流電気車の制御装置
JPH06233538A (ja) * 1993-01-28 1994-08-19 Mitsubishi Electric Corp 交流電気車の制御装置
JPH09140165A (ja) * 1995-11-16 1997-05-27 Hitachi Ltd 電力変換器
JPH10210606A (ja) * 1997-01-22 1998-08-07 Toshiba Corp 電気車制御装置
DE19728318C1 (de) * 1997-06-27 1999-04-01 Daimler Benz Ag Verfahren zur Vermeidung der Sättigung von Einphasentransformatoren durch Gleichflüsse

Also Published As

Publication number Publication date
EP1892823B1 (de) 2012-02-29
HRP20120439T1 (hr) 2012-06-30
RS52309B (sr) 2012-12-31
AT504106B1 (de) 2008-03-15
EP1892823A3 (de) 2010-09-15
ATE547837T1 (de) 2012-03-15
EP1892823A2 (de) 2008-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2084048B1 (de) Verfahren und einrichtung zum auswerten von messdaten in eisenbahngleisstromkreisen
EP2917067B1 (de) Messanordnung und verfahren für das erkennen einer wechselspannung als schienenpotential bei gleichstrombahnsystemen und anwendung der messanordnung
EP3766719B1 (de) Betreiben eines schienenfahrzeugs beim passieren von trennstellen in einer fahrzeugexternen stromversorgung
EP1892823B1 (de) Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge
EP0545026A1 (de) Einrichtung zum sicheren automatischen Steuern des gegenseitigen Abstandes von Fahrzeugen
WO1993003389A1 (de) Verfahren und einrichtung zur elektrischen kurzschlussprüfung und -ortung für leitungen, insbesondere für fahrleitungen elektrischer bahnen
EP3631483A1 (de) Verfahren und einrichtung zur fehlerortung entlang einer energieversorgungsstrecke bei gleichstromsystemen
DE4330944C2 (de) Verfahren zur prädiktiven Strombegrenzung bei einem statischen Bahnstrom-Umrichter
EP0782783B1 (de) Verfahren zur regelung eines als netzstromrichter fungierenden vierquadrantenstellers
EP2091799B1 (de) Vorrichtung zur kontaktlosen ermittlung des energiebedarfs eines weichenstellantriebs
CH698741B1 (de) Verfahren zum Überwachen des Störverhaltens einer Antriebseinheit eines Schienenfahrzeuges.
EP2685581A1 (de) Versorgung eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine abgeschirmte Energieversorgungsleitung
EP2383879A2 (de) Verfahren und Synchronisationseinrichtung zur Synchronisierung von mindestens zwei RWA- und Lüftungsklappenantrieben
DE102015225956A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Triebfahrzeugs mit einer Wegrollsicherung und ein Triebfahrzeug mit einer solchen Wegrollsicherung
WO1999001916A1 (de) Überwachungsverfahren für einen stromkreis
EP1493218B1 (de) Not-aus-system für induktiv versorgte verbraucher
DE102022210180A1 (de) Überwachung der korrekten Funktion eines Hauptschalters eines Schienenfahrzeugs
EP3442106A1 (de) Oberspannungssensorfreie antriebsvorrichtung
WO2018086820A1 (de) Unterwerkseinrichtung, bahnstromversorgungsanlage und verfahren zum speisen von wenigstens einer einphasigen versorgungsleitung
DE102015217952A1 (de) Energieversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb und Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichenantriebs
DE19537526A1 (de) Elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere Triebfahrzeug
DE19638574A1 (de) Stromversorgungsanordnung für Bahnfahrzeuge mit wenigstens einem gleichspannungsgespeisten, geregelten Stromrichter
DE3307970C2 (de) Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen
DE102020116684A1 (de) Verfahren zum Schalten eines elektrischen Verbrauchers, Verwendung eines Testsignals zur Detektion einer Stellung eines elektrischen Schalters, Detektionsanordnung, Schalteinrichtung und korrespondierende Schaltanordnung
EP2348595A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Umrichterwerks eines elektrischen Bahn-Netzes

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20130824